[发明专利]一种硝基化合物加氢制备胺类产品的方法

说明书

本发明提供了一种硝基化合物加氢制备胺类产品的方法。该方法通过搅拌釜反应器和固定床反应器组成的连续反应系统实现，釜式反应器的气相出料进入固定床反应器继续进行反应，釜底少量液相滤除催化剂后也进入固定床反应器继续进行反应。该方法通过两类反应器的配合以及不同活性催化剂的使用，可以大幅提高硝基化合物转化率，同时也极大克服了过度加氢的不利影响。

技术领域

本发明属于加氢合成领域，具体涉及一种硝基化合物加氢制备胺类产品的方法。

背景技术

苯胺是一种油状液体，在医药、颜料和橡胶助剂生产中具有广泛应用。目前，硝基苯催化加氢是生产苯胺的主要方法，反应过程示意如下：

硝基苯催化加氢主要包括气相加氢和液相加氢两种工艺。早期多采用气相固定床加氢，该工艺操作简便，不需分离催化剂，但因移热限制，难以大型化，现已很少使用。后续液相加氢工艺逐步兴起，其中杜邦公司专利US4185036公开了一种浆态床液相加氢工艺，该工艺采用多级塔式反应器，可以获得较高的硝基苯转化率，但其浆态床底端硝基苯浓度高达40％，容易加速催化剂失活。专利EP2471768发现高浓度的硝基苯条件下容易产生焦油，这会造成催化剂失活，催化剂寿命变短，生产成本显著增加。此外，在前述杜邦工艺中，催化剂需要全部采出，经浓缩后再返回反应器，大量催化剂浆料的循环不可避免的会造成部分催化剂流失。

ICI公司专利US3270057公开了一种液相连续催化加氢工艺，该工艺使用产品苯胺作为溶剂，反应液中苯胺浓度高达95％，反应热通过反应液汽化带出，但该条件下制备的苯胺中仍含有0.6％未反应的硝基苯，并且苯环加氢的副产物较多。

BASF公司专利US6350911采用搅拌釜反应器，以活性炭(含有氢氧化物)负载的Pt为催化剂进行硝基苯催化加氢反应，反应热通过设置在反应釜内的换热管移除，该工艺虽然提高了反应转化率，但仍存在副产物含量较高(高达1000ppm)的问题。

针对上述硝基苯加氢工艺中存在的问题，需寻求一种新工艺，以改进硝基苯加氢反应器操作工艺的灵活性，在提高硝基苯的转化率的同时，也降低催化剂的失活概率并最大限度减少副反应。

发明内容

本发明目的在于提供一种硝基化合物加氢制备胺类产品的方法，具有硝基化合物转化率高、催化剂失活概率低、选择性高、副产物少的优势，尤其适于硝基苯加氢制备苯胺。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种硝基化合物加氢制备胺类产品的方法，该方法通过搅拌釜反应器和固定床反应器组成的连续反应系统实现，系统包含两个反应阶段：(1)原料在搅拌釜反应器中进行加氢反应；(2)搅拌釜反应器气相出料进入固定床反应器继续进行加氢反应，同时搅拌釜反应器底部采出少量液相，滤除催化剂后也进入固定床反应器继续进行加氢反应。

上述反应系统通过控制釜式反应器中硝基化合物浓度，以及两台反应器中不同活性催化剂(反应釜中催化剂活性高，固定床中催化剂活性低)的相互配合，可以控制釜式反应器液相中硝基化合物浓度保持在1-10wt％，避免过度加氢生成环己酮、环己胺等副产，未完成的加氢反应在进入固定床后再继续完成。该系统的工艺控制更为灵活，并大幅延长了催化剂使用寿命，同时可以获得极高的硝基化合物转化率和良好的产物选择性。

本发明中，连续反应系统中搅拌釜反应器顶部气相产物出口与固定床反应器下部相连；搅拌釜反应器底部设置液相出料口，其依次连接输送泵、催化剂过滤器至固定床底部进料口，进料口上端设置雾化喷嘴；固定床顶部气相出料口依次连接产物冷凝器和层析器。